DE102017114229A1 - Bearing lubrication device for a rotation unit - Google Patents
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Abstract
Es ist eine Lagerschmiervorrichtung für eine Rotationseinheit mit einem Lager, das von einem Fettschmierungstyp ist, vorgesehen, in der das Lager an beiden Seiten davon mit einer Dichtstruktur versehen ist, wobei die Fettschmierungsleistung verbessert wird. Das Lager 3 ist an beiden Seiten davon mit fixiertseitigen Dichtabschnitten 12 und 14 sowie dazu jeweils gegenüberliegenden rotationsseitigen Dichtabschnitten 13 und 15 versehen. Die fixiertseitigen Dichtabschnitte 12, 14 sind mit einer Abschirmung 12a, 14b versehen. Der Abstand von dem Innenumfang 12c, 14c der Abschirmung 12a, 14b zu der Achse der Rotationswelle 2 variiert in Abhängigkeit der Position eines Punktes auf dem Innenumfang 12c, 14c. Die Abschirmung 12a, welche eine der beiden Abschirmungen ist, und die Abschirmung 14b, welche die andere ist, sind so angeordnet, dass sie zueinander nicht symmetrisch sind.There is provided a bearing lubricating device for a rotary unit having a bearing which is of a grease lubrication type, in which the bearing is provided with a sealing structure on both sides thereof, thereby improving grease lubrication performance. The bearing 3 is provided on both sides thereof with fixed-side sealing portions 12 and 14 and to each opposite rotational-side sealing portions 13 and 15. The fixed-side sealing portions 12, 14 are provided with a shield 12a, 14b. The distance from the inner periphery 12c, 14c of the shield 12a, 14b to the axis of the rotary shaft 2 varies depending on the position of a point on the inner periphery 12c, 14c. The shield 12a, which is one of the two shields, and the shield 14b, which is the other, are arranged so as not to be symmetrical to each other.
Description
QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCES TO RELATED APPLICATIONS
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität nach 35 U.S.C. §119 der
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der Erfindung/Technisches GebietField of the Invention / Technical Field
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lagerschmiervorrichtung für eine Rotationseinheit, die eine Vielzahl von Lagern und eine von den Lagern rotierbar gelagerte Hauptspindel umfasst und die für die Benutzung in beispielsweise einem Maschinenwerkzeug geeignet ist. HintergrundThe present invention relates to a bearing lubricating device for a rotary unit comprising a plurality of bearings and a main spindle rotatably supported by the bearings, and which is suitable for use in, for example, a machine tool. background
In einigen der Rotationseinheiten für die Benutzung in Maschinenwerkzeugen, so wie eine aus einer Hauptspindel und Lagern bestehende Spindeleinheit, werden Lager mit einem großem Durchmesser und einer hohen Steifigkeit benötigt, um bei hoher Geschwindigkeit rotierbar zu sein, wobei sie dadurch extrem stark genutzt werden. Darum sind Lagerschmiertechniken von extremer Wichtigkeit. Unter solchen Umständen wurde jüngst die Aufmerksamkeit, aus Rücksicht auf Umweltprobleme, wieder auf Fettschmierung gezogen, da sie kein Zuführen von Luft oder Öl benötigt und kostengünstig ist. Die große Menge von in die Lageranordnung gefülltem Fett haftet an beiden Seiten einer Rollfläche davon. Während des Betriebs der Rotationseinheit wird Grundöl von dem Fett abgesondert, welches der Rollfläche zugeführt wird, wodurch Schmierung erreicht wird. In dem Fall, in dem die Spindeleinheit einer Fettschmierung ausgesetzt ist, verursacht eine extrem starke Benutzung, wie oben beschrieben, bezogen auf den Widerstand des Fettrührens ein Problem. Somit muss in dem Fall, in dem das Lager wie oben beschrieben mit Fett geschmiert wird, im Gegensatz zu dem Fall, in dem die Lagerung anderweitig genutzt wird, die Menge an einzufüllendem Fett reduziert werden, um das Aufheizen zu reduzieren.In some of the rotary units for use in machine tools, such as a spindle unit consisting of a main spindle and bearings, bearings having a large diameter and a high rigidity are required to be rotatable at high speed, thereby being extremely utilized. This is why bearing lubrication techniques are extremely important. In such circumstances, attention has recently been drawn to grease lubrication for environmental issues, since it does not require air or oil supply and is inexpensive. The large amount of grease filled in the bearing assembly adheres to both sides of a rolling surface thereof. During operation of the rotating unit, base oil is separated from the grease which is supplied to the rolling surface, thereby achieving lubrication. In the case where the spindle unit is subjected to grease lubrication, extremely heavy use as described above causes a problem related to the resistance of the grease stirring. Thus, in the case where the bearing is lubricated with grease as described above, unlike the case where the bearing is otherwise used, the amount of grease to be filled must be reduced to reduce the heating.
Die geringe Menge von Fett wird durch Austreten von Fett und seinem Grundöl in das Äußere des Lagers oder durch Fettzersetzung, die durch das Fett in dem Lager kontaminierende Fremdkörper verursacht wird, stark beeinflusst, was die Lebenszeit des Lagers extrem verkürzen kann. Um solche nicht gewollten Situationen zu vermeiden, ist eine Lagerschmiervorrichtung, die auf beiden Seiten des Lagers mit einer Dichtstruktur vorgesehen ist, weit verbreitet, wie beispielsweise in der
Das Lager
Die Lagerschmiervorrichtung umfasst eine Dichtstruktur
Der Innenring
Ein linker fixiertseitiger Dichtabschnitt
Das Gehäuse
Der linke fixiertseitige Dichtabschnitt
Wie in
Da eine erhöhte Menge von Fett
Technisches ProblemTechnical problem
Wenn die Dichtstruktur, wie in Patentliteratur 1 offenbart, auf beiden Seiten des Lagers angeordnet ist, wird der Luftstrom lokal aufgrund der Zentrifugalkraft zur Zeit der Rotation erzeugt. Dennoch, kann mit dieser Struktur kein Luftstrom über das gesamte Lager erreicht werden. Mit anderen Worten, ist die Struktur, wie sie in Patentliteratur 1 beschrieben ist, nicht fähig Grundöl einem Zentralteil des Rollelements oder der Rollfläche zu zuführen. Somit bewirkt das Vorhandensein der Dichtstruktur einen vorteilhaften Effekt, dass die Fettzersetzung unterdrückt wird, verursacht jedoch ein Problem um die Schmierung, was der entscheidende Punkt ist. Um das Problem zu lösen, sind notwendige Konfigurationen solche, die den Luftstrom in und aus dem Lager eliminieren, die den Luftstrom zu einem Zentrum der Rollfläche des Lagers hervorrufen und Grundöl der Rollfläche zuführen.When the sealing structure as disclosed in
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lagerschmiervorrichtung für eine Rotationseinheit mit einem Lager vorzusehen, die ein fettgeschmierter Typ ist und in der das Lager mit einer Dichtstruktur auf beiden Seiten vorgesehen ist, wobei die Fettschmierungsleistung verbessert ist.An object of the present invention is to provide a bearing lubricating device for a rotary unit having a bearing which is a grease-lubricated type and in which the bearing is provided with a sealing structure on both sides, whereby the grease lubrication performance is improved.
Lösung des Problemsthe solution of the problem
Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, ist eine Lagerschmiervorrichtung für eine Rotationseinheit konfiguriert Fett für die Lagerschmierung zu verwenden. Die Rotationseinheit umfasst eine Vielzahl von Lagern und eine Rotationswelle, die von den Lagern rotierbar gelagert ist. Eine Dichtstruktur ist auf beiden Seiten jedes Lagers vorgesehen und Abschirmungen sind auf einer fixierten Seite zwischen dem Lager und der Dichtstruktur auf beiden Seiten davon vorgesehen. Bei zumindest einer der Abschirmungen variiert ein Abstand von einem Innenumfang der Abschirmung zu einer Achse der Rotationswelle abhängig von der Position eines Punktes auf dem Innenumfang. Eine der Abschirmungen und die andere Abschirmung sind so angeordnet, dass sie zueinander nicht symmetrisch sind.According to one aspect of the present invention, a bearing lubricating device for a rotating unit is configured to use grease for bearing lubrication. The rotary unit comprises a plurality of bearings and a rotary shaft rotatably supported by the bearings. A sealing structure is provided on both sides of each bearing and shields are provided on a fixed side between the bearing and the sealing structure on both sides thereof. In at least one of the shields, a distance from an inner periphery of the shield to an axis of the rotational shaft varies depending on the position of a dot on the inner circumference. One of the shields and the other shield are arranged so that they are not symmetrical to each other.
So lange jede Abschirmung auf der fixierten Seite angeordnet ist, kann die Abschirmung an jedem Element angeordnet sein, das aus einem Gehäuse, einem fixiertseitigen Dichtabschnitt der Dichtstruktur und einem fixierten Ring des Lagers gewählt wird. Zusätzlich kann die Abschirmung integral mit dem oben genannten Element auf der fixierten Seite gebildet werden oder kann separat von solch einem fixiertseitigen Element gebildet werden.As long as each shield is disposed on the fixed side, the shield may be disposed on each member selected from a housing, a fixed-side seal portion of the seal structure and a fixed ring of the bearing. In addition, the shield may be integrally formed with the above-mentioned member on the fixed side, or may be formed separately from such a fixed-side member.
Um die Konfiguration vorzusehen, dass der Abstand von dem Innenumfang der Abschirmung (ein radialer Innenteil eines fixiertseitigen Dichtabschnitts der Dichtstruktur) zu der Achse der Rotationswelle in Abhängigkeit von der Position eines Punktes auf dem Innenumfang variiert, muss der Innenumfang der Abschirmung beispielsweise eine Querschnittsform eines Exzenterkreises bezüglich eines Kreises mit dem Zentrum an der Achse der Rotationwelle haben. Eine der Abschirmungen kann eine zu der der anderen Abschirmung identische Form haben oder kann eine sich von der der anderen Abschirmung unterscheidende Form haben. In dem Fall, in dem eine der Abschirmungen eine zu der der anderen Abschirmung identischen Form hat, können die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung wie unten beschrieben nicht erreicht werden, wenn die beiden Abschirmungen so angeordnet sind, dass eine Abschirmung die selbe Phase wie die andere Abschirmung hat (sodass die zwei Abschirmung zueinander symmetrisch sind). Daher ist es in dem Fall, in dem die zwei Abschirmungen mit einer identischen Form verwendet werden, notwendig, dass die Abschirmungen so angeordnet werden, dass sie zueinander nicht symmetrisch sind.In order to provide the configuration that the distance from the inner periphery of the shield (a radially inner part of a fixed-side seal portion of the seal structure) to the axis of the rotational shaft varies depending on the position of a dot on the inner circumference, the inner periphery of the shield must be, for example, a cross-sectional shape of an eccentric circle with respect to a circle with the center on the axis of the rotation shaft. One of the shields may have a shape identical to that of the other shield, or may have a different shape from that of the other shield. In the case where one of the shields has a shape identical to that of the other shield, the advantageous effects of the present invention as described below can not be achieved if the two shields are arranged so that one shield has the same phase as the other Shield has (so that the two shields are symmetrical to each other). Therefore, it is in the case where the two Shields are used with an identical shape, necessary that the shields are arranged so that they are not symmetrical to each other.
Wenn die Rotationseinheit rotiert wird, wirken große Zentrifugalkräfte innerhalb des Raums des Lagers, was eine Kraft erzeugt, die Strömung von Luft in Richtung der Seite des Außendurchmessers hervorruft. Das Vorhandensein der Dichtstruktur auf beiden Seiten des Lagers erlaubt die Reduktion der dadurch hervorgerufenen Zentrifugalkräfte.When the rotation unit is rotated, large centrifugal forces act within the space of the bearing, creating a force that causes flow of air toward the side of the outer diameter. The presence of the sealing structure on both sides of the bearing allows the reduction of the centrifugal forces caused thereby.
Zusätzlich wird in der vorliegenden Erfindung der Luftstrom so hervorgerufen, dass er die Rollfläche innerhalb des Raums des Lagers quert. Ein solcher Luftstrom wird durch zwei unten beschriebene Faktoren hervorgerufen. Das heißt, der erste Faktor ist, dass der Abstand von dem Innenumfang der Abschirmung zu der Achse der Rotationswelle in Abhängigkeit von der Position eines Punktes auf dem Innenumfang variiert und daher die Zentrifugalkraft in Abhängigkeit der Position des Punktes des Innenumfangs variiert; und der zweite Faktor ist, dass eine der Abschirmungen und die andere so angeordnet sind, dass sie zueinander nicht symmetrisch sind und daher der Unterschied in der Zentrifugalkraft, die auf das Lager zwischen einer Seite und der anderen Seite wirkt, auftritt. Der so hervorgerufene Luftstrom ruft die Zuführung des Grundöls auf die Rollfläche hervor. Das so auf die Rollfläche zugeführte Grundöl wird durch die Umdrehung der Rollelemente über die gesamte Rollfläche verteilt, wodurch das gesamte Lager geschmiert wird. Somit überwindet die vorliegende Erfindung das Problem, dass das Vorsehen der Dichtstruktur auf beiden Seiten des Lagers Zersetzung der Schmierleistung verursacht und zugleich verhindert die vorliegende Erfindung Austreten von Fett oder Grundöl auf die Außenseite des Lagers und verhindert Kontaminierung mit Fremdkörpern Innerhalb des Lagers.In addition, in the present invention, the air flow is caused to cross the rolling surface within the space of the bearing. Such airflow is caused by two factors described below. That is, the first factor is that the distance from the inner circumference of the shield to the axis of the rotating shaft varies depending on the position of a point on the inner circumference, and therefore, the centrifugal force varies depending on the position of the point of the inner circumference; and the second factor is that one of the shields and the other are arranged so that they are not symmetrical to one another and therefore the difference in centrifugal force acting on the bearing between one side and the other side occurs. The air flow thus caused causes the supply of the base oil to the rolling surface. The thus supplied to the rolling surface base oil is distributed by the rotation of the rolling elements over the entire rolling surface, whereby the entire bearing is lubricated. Thus, the present invention overcomes the problem that the provision of the sealing structure on both sides of the bearing causes degradation of the lubricating performance, and at the same time, the present invention prevents leakage of grease or base oil to the outside of the bearing and prevents contamination with foreign matter inside the bearing.
In manchen Fällen umfasst die Dichtstruktur: fixiertseitige Dichtabschnitte; und rotationsseitige Dichtabschnitte, die den fixiertseitigen Dichtabschnitten jeweils gegenüberliegen. Die Abschirmung ist integral mit jedem fixiertseitigen Dichtabschnitt auf einer radialen Innenseite davon gebildet. Jeder rotationsseitige Dichtabschnitt ist mit einer Vertiefung vorgesehen, welche die Abschirmung aufnimmt und die in Richtung des Lagers offen ist und ihm gegenüberliegt.In some cases, the sealing structure comprises: fixed-side sealing sections; and rotation-side seal portions opposed to the fixed-side seal portions, respectively. The shield is formed integrally with each fixed-side seal portion on a radial inside thereof. Each rotation-side sealing portion is provided with a recess which receives the shield and which is open in the direction of the bearing and opposite to it.
Diese Struktur beseitigt die Notwendigkeit die Abschirmungen als separate Elemente vorzusehen, was erfolgreich die Anzahl von zu benutzenden Komponenten reduziert.This structure eliminates the need to provide the shields as separate elements, which successfully reduces the number of components to be used.
Vorteilhafte Effekte der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention
Gemäß der vorliegenden Erfindung, kann Grundöl von Fett benutz werden während es in dem Raum des Lagers zirkuliert wird, sodass es die Rollfläche quert. Somit ist die vorliegende Erfindung fähig, Fettschmierung angemessen durchzuführen. Zusätzlich kann zeitgleich die Vorbeugung der Kontaminierung durch Fremdkörper und die Vorbeugung des Austretens von Fett oder Grundöl realisiert werden, da die Struktur zum Hervorrufen des zu erzeugenden Luftstroms, sodass er die Rollfläche in dem Raum des Lagers quert, in der Dichtstruktur angeordnet werden kann. Diese Struktur kann einfach durch hinzufügen der Abschirmungen auf beiden Seiten des Lagers realisiert werden und daher ohne das Verursachen der substantiellen Kostenerhöhung für die Rotationseinheit realisiert werden.According to the present invention, base oil of grease may be used while being circulated in the space of the bearing so as to traverse the rolling surface. Thus, the present invention is able to adequately perform grease lubrication. In addition, at the same time, prevention of contamination by foreign matter and prevention of leakage of grease or base oil can be realized since the structure for causing the airflow to be generated to cross the rolling surface in the space of the bearing can be disposed in the sealing structure. This structure can be realized simply by adding the shields on both sides of the bearing and therefore can be realized without causing the substantial increase in the cost of the rotary unit.
Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures
Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den
Wie in
Der linke fixiertseitige Dichtabschnitt
Der rechte fixiertseitige Dichtabschnitt
Jeder der rechten und linken rotationsseitigen Dichtabschnitte
Die rotationsseitigen Dichtabschnitte
Wie in
Wie in
Mit der Lagerschmiervorrichtung für die Rotationseinheit
Innerhalb der Dichtstruktur
Wenn die Rotationswelle
Grundöl, dass von dem Fett
Konkret ausgedrückt, können die Abschirmungen
In
Wenn zwei Abschirmungen, wie in
In der obigen Ausführungsform sind die Abschirmungen
Zusätzlich kann, in
Die vorliegende Erfindung setzt voraus, dass eine der Abschirmungen
In der obigen Ausführungsform ist jeder der rotationsseitigen Dichtabschnitte
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Rotationseinheitrotation unit
- 22
- Rotationswellerotary shaft
- 33
- Lagercamp
- 1111
- Dichtstruktursealing structure
- 12a12a
- radialer Innenteil des linken fixiertseitigen Dichtabschnitts (erste Abschirmung)radial inner part of the left fixed-side sealing section (first shielding)
- 12c12c
- Innenumfang der ersten AbschirmungInner circumference of the first shield
- 14b14b
- radialer Innenteil des rechten fixiertseitigen Dichtabschnitts (zweite Abschirmung)radial inner part of the right-hand fixed-side sealing section (second shielding)
- 14c14c
- Innenumfang der zweiten AbschirmungInner circumference of the second shield
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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US10145419B2 (en) | 2018-12-04 |
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Legal Events
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